Starożytni wierzyli, że świat zbudowany jest z czterech podstawowych żywiołów: ziemi, wody, powietrza i ognia. W pierwszym odcinku zajmiemy się powietrzem. Mówi się o nim, że nie potrafi my bez niego żyć, a właściwe powinniśmy powiedzieć, że nie potrafi my żyć bez tlenu. Jest on konieczny do oddychania i absolutnie niezbędny każdej komórce naszego ciała. W powietrzu jest ok. 21 proc. tlenu. Pozostałe składniki to azot (ok. 78 proc.) i argon (niecały 1 proc.). Są też śladowe ilości gazów szlachetnych (neon, hel, krypton, metan). Jest trochę dwutlenku węgla i pary wodnej. Cała ta mieszanina jest bezwonna i bezbarwna. Dlatego często traktujemy ją „jak powietrze”, czyli nie zauważamy, że ono w ogóle istnieje.

Widać, że ciężkie
Jak przekonać się o istnieniu powietrza? Wystarczy do szklanki z wodą włożyć rurkę do picia i dmuchnąć. Powietrze widać wtedy jako srebrzyste pęcherzyki unoszące się do góry. Ma ono swój niemały ciężar. Metr sześcienny powietrza na poziomie morza waży około 1,3 kg. Oznacza to, że powietrze zamknięte w klasie szkolnej waży aż 150 kg! Gdyby jednak klasa znajdowała się na wysokości Mount Everest, powietrze ważyłoby w niej już tylko niespełna 50 kg. W pobliżu powierzchni ziemi ciśnienie powietrza jest największe i wynosi około 1013 hPa. Im wyżej, tym ciśnienie maleje. Z góry naciska coraz cieńsza warstwa powietrza i na wysokości Mount Everest ciśnienie jest ponad 3 razy mniejsze niż na poziomie morza. Mniejsza jest też gęstość powietrza, a więc i jego ciężar.

Ślady powietrza
Powietrza można doszukać się nawet na krańcach atmosfery ziemskiej, ponad 2000 km nad powierzchnią Ziemi. Okazało się, że aż trzy czwarte powietrza zgromadzone jest w bardzo cienkiej warstwie o grubości zaledwie 12 km, zwanej troposferą. My żyjemy na dnie tej warstwy, jak na dnie wielkiego powietrznego oceanu. Od niepamiętnych czasów chcieliśmy poruszać się w tym „oceanie”, a naszą zazdrość i podziw zawsze budziły ptaki, które tę umiejętność doskonale opanowały.

Balon, samolot, rakieta
Człowiek pokonał grawitację za pomocą balonu wypełnionego gorącym powietrzem i siły wyporu opisanej prawem Archimedesa. To jednak nie było jeszcze spełnienie marzeń o swobodnym poruszaniu się w przestrzeni. Dopiero na początku XX wieku pierwszy samolot – Wright Flyer – oderwał się od ziemi. Wykorzystanie dynamiki powietrza opływającego skrzydła o niesymetrycznym przekroju daje niezwykłe rezultaty. Strugi powietrza opływające górną, uwypukloną część skrzydła muszą poruszać się szybciej, aby spotkać się na spływie skrzydła z tymi, które opływają je dołem. Zmniejsza to ciśnienie nad skrzydłem, a ciśnienie wywierane na jego spód powoduje powstanie siły nośnej skierowanej w górę. To wystarczy, żeby unieść 560 ton masy startowej Airbusa A380 ! Największą nośność osiągnęły jednak poduszkowce. Wykorzystują one bardzo „przyziemny” sposób latania.

Powietrze wtłaczane sprężarkami tworzy „poduszkę powietrzną” między spodem poduszkowca a podłożem. Dzięki Prawu Pascala, według którego powietrze rozpycha napompowany balonik, poduszkowiec jest odpychany od podłoża z ogromną siłą. Wyzwaniem pozostawała jednak ciągle realizacja lotu wyłącznie dzięki sile ludzkich mięśni. W końcu, dzięki nowoczesnym technologiom i zastosowaniu włókien węglowych, udało się rozwiązać również to zadanie. W 1979 roku Gossamer Albatross – mięśniolot o nieprawdopodobnie lekkiej konstrukcji i prawie 30-metrowej rozpiętości, napędzany przez kolarza Bryana Allena, przeleciał nad kanałem La Manche. Podbój przestrzeni nie zakończył się na tym. Kolejnym krokiem była rakieta, dzięki której opanowana została umiejętność podróżowania poza atmosferą ziemską, w przestrzeni kosmicznej. Ale to już zupełnie inna historia.

Niezbędnik uczestnika spotkań w Śląskiej Kawiarni Naukowej:
1. Pierwsze spotkanie i transmisja internetowa na żywo (www.kawiarnianaukowa.pl): w sobotę 3 października o godz. 9.00.
2. Formularz zgłoszeniowy (wysyła opiekun lub dyrektor placówki opiekuńczo-wychowawczej), wszystkie dodatkowe szczegóły i aktualności: www.kawiarnianaukowa.pl w zakładce Kawiarnia Naukowa Dzieciom. O przyjęciu decyduje kolejność zgłoszeń (miejsc jest tylko 120)
3. Co miesiąc w „Małym Gościu” niezbędne informacje i opisy doświadczeń, do samodzielnego wykonania w domu.
4. Dzięki finansowaniu Funduszu Inicjatyw Obywatelskich, miesięcznika „Mały Gość Niedzielny” i inicjatywy „Partnerstwo dla Przyszłości” udział w projekcie jest darmowy